Учебные материалы


Основными источниками вибрации на производстве являются



Карта сайта paylio.com ВИБРАЦИЯ Вибрация – движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание или убывание, по крайней мере, одной координаты. Вибрационные процессы наблюдаются при работе большинства видов производственного оборудования. Причиной вибрации при работе машин и агрегатов являются неуравновешенные силовые (или кинематические) воздействия. Основными источниками вибрации на производстве являются:

  • неуравновешенные возвратно-поступательные механизмы
  • неуравновешенные вращающиеся массы
  • ударные силы Основные параметры вибрации (размерности):
  • Т - период (с),
  • f - частота (Гц),
  • x - амплитуда виброперемещения (м),
  • v - средняя виброскорость (м/c),
  • a - среднее виброускорение (м/c2),
  • Lv - уровень виброскорости (дБ),
  • La - уровень виброускорения (дБ). Частоты гармоник кратны основной частоте возбуждения: f2=2f – частота второй гармоники, f3=3f – частота третьей гармоники, fn=nf - частота n гармоники. В виброакустике используются полосы: 1, 2, 4, 8, 16, 31,5 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц При увеличении массы частота собственных колебаний будет снижаться, а при увеличении жесткости – повышаться. Если частоты и фазы вынужденных и собственных колебаний совпадают, наступает резкое увеличение амплитуды колебаний. Это явление носит название резонанса. Для контроля вибрации имеют в своем составе вибропреобразователь, усилитель сигнала, средства индикации и средства регистрации. Вибропреобразователь осуществляет перевод вибрационных перемещений в пропорциональный переменный электрический сигнал. Такие преобразователи называются акселерометрами. Усилитель служит для увеличения уровня электрического сигнала, что необходимо для передачи его на значительные расстояния. Вибрация в малых дозах полезна для организма человека. Отрицательное действие вибрации сказывается на функциональном и физиологическом состоянии человека. Влияние вибрации на функциональное состояние выражается в снижении производительности и качестве работы в течение одного рабочего дня. Вибрация может оказывать отрицательное действие на нервную, сердечно-сосудистую систему, опорно-двигательный аппарат, мышечные ткани и суставы. В качестве факторов, влияющих на степень и характер неблагоприятного воздействия вибрации, должны учитываться:
  • риски (вероятности) проявления различных патологий вплоть до профессиональной вибрационной болезни;
  • показатели физической нагрузки и нервно-эмоционального напряжения;
  • влияние сопутствующих факторов, усугубляющих воздействие вибрации (охлаждение, влажность, шум, химические вещества и т.п.);
  • длительность и прерывистость воздействия вибрации;
  • длительность рабочей смены. По способу передачи на человека различают общую и локальную вибрацию. Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека. Локальная вибрация передается через руки человека. Общая вибрация нормируется в диапазоне октавных полос частот 2-63Гц. Локальная вибрация (на конечности) нормируется в диапазоне 8-1000Гц. Общая вибрация нормируется с учетом свойств источника и делится на: - транспортную - транспортно-технологическую - технологическую При превышении допустимых параметров вибрации в 1,12 раза или на 1 дБ на рабочем месте нормативные документы предписывают ограничивать продолжительность рабочего времени. При превышении вибрации более чем 4 раза или на 12 дБ запрещается проводить работы и применять машины, генерирующие такую вибрацию. Вибродемпфирование – гашение колебаний путем превращения энергии механических колебаний в тепловую энергию. Вибродемпфирование осуществляется:
  • Использованием материалов с большим внутренним трением;
  • Использованием покрытий с большим внутренним трением;
  • Применением поверхностного трения; Сталь(0,001-0,01)->Цветные металлы(0,01-0,1)->Дерево(0,1-0,2)->Пластмасса(0,1-0,3)->Резина(0,2-0,6) Действие виброизоляции сводится к ослаблению связей между источником вибрации и объектом виброзащиты, при этом уменьшаются передающиеся динамические воздействия. Виброизоляция чаще всего осуществляется следующими методами.
  • Использование виброгасящих оснований.
  • Метод виброзадерживающих масс.
  • Метод виброзадерживающих ребер жесткости.
  • Применение стандартных виброизоляторов. Динамический виброгаситель – дополнительная колебательная система, всегда работающая в противофазе с источником колебаний. Простейший динамический гаситель выполняется в виде твердого тела, упруго присоединенного к демпфируемому объекту. Недостатком динамического виброгасителя является то, что он действует только на определенной частоте, соответствующей его резонансному режиму колебаний. Даже незначительные изменения частоты вибрации резко снижают эффективность его действия, т.к. выводят из резонансного режима работы. Активные системы виброзащиты содержат чувствительные элементы, управляющие логические и исполнительные устройства. СИЗ:
  • Виброизолирующие сиденья.
  • Виброзащитные коврики.
  • Виброзащитные перчатки.
  • Виброзащитные рукоятки.
  • Виброзащитная обувь. Уменьшение действия вибрации оборудования на человека может быть достигнуто следующими техническими способами: 1. Cнижением виброактивности источника - уменьшением уровней механических воздействий, возбуждаемых источником; 2. Внутренней виброзащитой объекта - изменением конструкции объекта, при котором заданные механические вибрации будут вызывать менее интенсивные колебания объекта или отдельных его элементов; 3. Вибродемпфированием – превращением энергии механических колебаний вибрирующей системы в тепловую энергию; 4. Виброизоляцией - установкой между расчетной точкой и источником дополнительной системы, защищающей объект от механических воздействий, возбуждаемых источником. Устройства устанавливаемые между источником и объектом называются виброизоляторами; 5. Динамическим гашением колебаний - присоединением дополнительной механической системы изменяющей характер колебаний. Такая система называется динамическим гасителем колебаний; 6. Активной виброзащитой – приложением управляющих силовых воздействий, используя для управления результаты измерения колебаний. Кроме того, в отдельную группу можно выделить средства индивидуальной защиты (СИЗ) использующие некоторые из вышеописанных принципов виброзащиты. Снижение виброактивности источника в этом случае заключается в уменьшении динамических реакций с помощью так называемого уравновешивания движущихся тел. С точки зрения снижения вибрации в источнике колебаний предпочтение имеют технологические процессы, при которых удары и резкие ускорения исключены или предельно снижены. Так, замена кривошипных механизмов механизмами с гидроприводами в значительной мере способствует снижению вибрации. К этому же приводит замена штамповки резкой и т.д. На производстве необходимо изыскивать технологические и конструктивные решения для безударного взаимодействия деталей. Для снижения вибраций зубчатых зацеплений (в редукторах) целесообразно применять шестерни со специальной формой зуба – взамен прямозубых. Это позволяет снизить уровень вибрации на 3-4 дБ. Важным фактором, способствующим уменьшению уровня вибрации в источнике, является устранение износа подвижных элементов. Износ оборудования вызывает появление эксцентриситета вращающихся деталей, ударов в подшипниках скольжения и других элементов трансмиссии. Устранение неуравновешенности вращающихся масс достигается статической и динамической балансировкой. Замена подшипников качения на подшипники скольжения также приводит к существенному снижению уровня вибрации. Можно выделить два способа снижения колебаний, общих для всех механических систем: Первый способ состоит в устранении резонансных явлений (отстройка от режима резонанса). Второй способ заключается в увеличении рассеивания механической энергии в объекте. В ряде случаев гашение колебаний осуществляется введением в конструкцию специальных устройств-демпферов. АККУСТИКА Шумом является всякий нежелательный для человека звук. Скорость звука в воздухе равна 344 м/с. Звуковое поле — это область пространства, в которой распространяются звуковые волны. Для звуковой волны в воздухе длина волны будет равна: При частоте 20 Гц –17 м; При частоте 1000 Гц – 0,344м; При частоте 20 000Гц -0,017м. При распространении звуковой волны происходит перенос энергии в пространстве, называемом звуковым полем. Общее количество энергии, которое источник звука излучает в окружающее пространство, называется звуковой мощностью источника (W). Уровень интенсивности звука (дБ) определяют по формуле: Например, если шум агрегата снизить по интенсивности в 1000 раз, то уровень интенсивности будет уменьшен на 30 дБ, т. е. ΔL=10 lg 1000=30 дБ. Разность двух складываемых уровней 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 Добавка к более высокому уровню 3,0 2,5 2,0 1,8 1,5 1,2 1,0 0,8 0,6 0,5 0,4 0,2 0 Сложение уровней звука (октавных уровней звукового давления) при помощи табл. 1 производят последовательно, начиная с максимального, в следующем порядке: 1. Вычисляют разность двух складываемых уровней. 2. Определяют добавку к более высокому из двух складываемых уровней по табл. 1 в зависимости от полученной разности этих уровней. 3. Производят сложение полученной добавки и более высокого из двух складываемых уровней. 4. Аналогичные действия производят с полученной суммой двух уровней и третьим уровнем и т.д. В том, случае, если уров­ень звукового давления одного источника равен 80 дБ, то изменение суммарного шума будет равно: n=2 Ln = 83 n=3 Ln = 84,8 n=4 Ln = 86 n=5 Ln = 87 n=6 Ln = 87,8 n=7 Ln = 88,4 n=9 Ln = 89 n=10 Ln = 89,5 n=11 Ln = 90 Ухо человека может воспринимать как слышимые только те колебания, частоты которых находятся в пределах 20 Гц —20 кГц. Ниже 20 Гц инфразвук. Выше 20 кГц ультразвук. Область слышимых звуков ограничивается не только определенными частотами (20—20000 Гц), но и опре­деленными предельными значениями звуковых давлений и их уровней. Порог болевого ощущения (L= 120-T-130 дБ). Шум, даже когда он невелик (при уровне 50— 60 дБ А), создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на него психологическое воздействие. Известно, что ряд таких серьезных как гипертоническая и язвенная болезни, неврозы, в случаев желудочно-кишечные и кожные связаны с перенапряжением нервной системы в процессе труда и отдыха. Отсутствие необходимой тишины, особенно в ночное время, приводит к преждевременной усталости, а часто и к заболеваниям. В этой связи необходимо отметить, что шум в 30—40 дБ А в ночное может явиться серьезным беспокоящим фактором. С увеличением уровней до 70 дБ А и выше шум может оказывать определенное физиологическое воздействие на человека, приводя к видимым изменениям в его организме. Под воздействием шума, превышающего 85-90 дБа, в первую очередь снижается слуховая чувствительность на высоких частотах. При действии шума очень высоких уровней (более 145 дБ) возможен разрыв барабанной перепонки. Аудиометрией называется испытание слуха, которое позволяет установить отклонение слуха человека от нормы. 1. Постоянный шум - шум, уровень звука которого изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике "медленно" шумомера по ГОСТ 17187-81. 2. Непостоянный шум - шум, уровень звука которого изменяется во времени более чем 5 дБА при измерениях на временной характеристике "медленно" шумомера по ГОСТ 17187-81. 3. Колеблющийся шум - непостоянный шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени. 4. Прерывистый шум - непостоянный шум, уровень звука которого периодически резко падает до уровня фонового шума, причем длительность интервалов, в течение которых уровень звука остается постоянным и превышающим уровень фонового шума, составляет 1 с и более. 5. Импульсный шум - непостоянный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых импульсов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука, дБА, измеренные при включении временных характеристик "медленно" и "импульс" шумомера по ГОСТ 17187-81, отличаются не менее чем на 7 дБА. Звуковая мощность источника Р — это общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство за единицу времени. Уровень звукового давления снижается на 6 дБ при удвоении расстояния от источника. Заглушенной камерой называется звуко- и виброизолированное помещение, в котором имеются условия, близкие к условиям распространения звука в свободном пространстве. Реверберацнонная камера представляет собой помещение объемом 60—1000 м3 с непараллельными внутренними ограждениями (рис, 47,6), поверхность которых является хорошим отражателем звука (коэффициент звукопоглощения а не превышает 0,05).


  • edu 2018 год. Все права принадлежат их авторам! Главная